JP3729995B2 - Calculation method of intake / exhaust valve open / close timing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変バルブタイミング機構を有した内燃機関の制御に適用される吸気若しくは排気バルブの開閉タイミング算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開平5−156972号公報に記載されているように、クランク角度基準信号等の基準となる位相に対し、排気バルブおよび吸気バルブの開閉タイミングの少なくとも一方を自在に変化させ得る可変バルブタイミング機構を有し、この可変バルブタイミング機構を利用して、前記開閉タイミングを、吸気管圧力や機関回転数等の運転状況に応じた最適な値となるように制御し、出力やアイドル安定性の向上等を図った内燃機関が開発されている。
【0003】
ところで、前記開閉タイミングは、例えばクランクシャフトが一定角度になる毎に出力するようにした基準信号と、カムシャフトに設けた開閉タイミング検出手段から出力されるバルブタイミング信号との時間差を測定し、この時間差とその時の機関回転数とから、基準信号に対するバルブタイミング信号の位相差を算出することによって求めている。そして、この開閉タイミングをパラメータとして燃料噴射量や、吸気管圧力、あるいは点火時期等の補正を行うなど、内燃機関の種々の制御に利用している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関の始動開始時直後等のように機関回転数が低い場合、特に気筒数の少ない内燃機関においてはその1回転内における角速度変化が大きくなるため、上記のように開閉タイミングに、基準信号とバルブタイミング信号との時間差および機関回転数から求めた位相を用いるのでは、実際の開閉タイミングとの誤差が大きくかつ不安定になるという問題点があった。この結果、この開閉タイミングをパラメータとして補正を行っている燃料噴射量や、吸気管圧力、あるいは点火時期等が要求値と大きく異なった不安定なものとなってしまい、空燃比が目標値とならなかったりするなど、内燃機関の制御不良の原因となる恐れがあった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、可変バルブタイミング機構を有する内燃機関において、機関回転数が低い状態では、前記開閉タイミングをその時の可変バルブタイミング機構の制御状態から算出するようにしたものであって、この算出した開閉タイミングから機関回転の角速度変化による影響を排除して、真の値との誤差を小さくかつ安定なものにすべく図ったものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明は、吸気バルブの開閉タイミングを自在に変化させ得る可変バルブタイミング機構を有し、この開閉タイミングをパラメータとして補正を行う内燃機関の燃料噴射量、点火時期、吸気管圧力等の前記可変バルブタイミング以外の制御に適用する前記開閉タイミングの算出方法であって、吸気カムシャフトに吸気カム信号を出力する吸気タイミングセンサを設け、通常は検出した吸気カム信号に基づき開閉タイミングを算出しているとともに、機関回転数を検出し、検出した機関回転数が予め定めた所定回転数を下回る場合には、前記可変バルブタイミング機構を最遅角位置となるように制御しているとともに、吸気カム信号に基づき算出する開閉タイミングに代えて、前記開閉タイミングを予め学習記憶させておいた最遅角状態の値に設定するようにしたことを特徴とするものである。
【0007】
このような算出方法を用いれば、機関回転数が低くその単位回転内での角速度変化が大きい状態において、この角速度変化の影響を排除して、制御に適用する開閉タイミングを算出することができ、算出した開閉タイミングと真の開閉タイミングとの誤差を小さく安定なものにできる。したがって、この算出した開閉タイミングをパラメータとして補正を行っている燃料噴射量や点火時期、吸気管圧力等を、要求値とは大きくかけ離れない安定なものにでき、内燃機関の制御不良を回避できる。
【0008】
また、内燃機関の運転状態が不安定な始動開始後所定時間の間において、算出した開閉タイミングと実際の開閉タイミングとの誤差を小さく安定にするには、吸気カムシャフトに吸気カム信号を出力する吸気タイミングセンサを設け、通常は検出した吸気カム信号に基づき開閉タイミングを算出しているとともに、内燃機関が回転を始める始動開始時を検出し、この検出した始動開始時から所定時間の間は、前記可変バルブタイミング機構を最遅角位置となるように制御しているとともに、吸気カム信号に基づき算出する開閉タイミングに代えて、前記開閉タイミングを予め学習記憶させておいた最遅角状態の値に設定することが望ましい。
【0009】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図1から図10を参照して説明する。
図1は、概略的に示した内燃機関たるエンジン1の構成図(1気筒のみを示す)であり、本発明を適用したものである。このエンジン1は例えば自動車用の3気筒のもので、図示しないアクセルペダルに連動して開閉するスロットルバルブ5、サージタンク6、吸気管7等を備えた吸気系と、この吸気系の末端近傍に配設され燃料噴射を行う燃料噴射弁8と、スパークプラグ9による点火で混合気を燃焼させる燃焼室10a等を備えた気筒10と、図示しないマフラに至るまでの排気系とから概略構成されている。
【0010】
そして、この燃焼室10aには、カム機構によりエンジン回転に同期して開閉するように吸気バルブ2と排気バルブ3とを設けている。これら吸排気バルブ2、3のための動弁機構について詳述すると、これら吸排気バルブ2、3はそれぞれ上方へ延びるステム2a、3aを備え、各ステム2a、3aの上部には図示しないバルブスプリングおよびバルブリフタ2b、3b等をそれぞれ組み付けている。各バルブリフタ2b、3bには、吸気側カムシャフト11および排気側カムシャフト12上にそれぞれ形成したカム13、14をそれぞれ当接させている。本実施例では、図2、3に示すように、排気側カムシャフト12の一端に配設したタイミングプーリ15と、エンジンのクランクシャフトの一端に配設したタイミングプーリ(図示しない)とをタイミングベルト16により連結している。なおこれらタイミングプーリの歯数比は、周知の通りクランクシャフトが2回転する間に排気側カムシャフト12が1回転するように設定している。また、吸気側カムシャフト11は、吸気バルブ2の開閉タイミングを排気バルブ3の開閉タイミングに対して可変にすべく、可変バルブタイミング機構4を介して、排気側カムシャフト12に連結している。
【0011】
可変バルブタイミング機構4は、いわゆる揺動シリンダ機構を利用したもので、油圧により駆動され、例えば図3〜5に示すように、排気側カムシャフト12に固着したロータ17と、このロータに外嵌するハウジング18と、ロータ17に対してハウジング18を回動させるオイルコントロールバルブ19(以下OCVと称する)と、互いに噛合うように一方をハウジング18に固着し他方を吸気側カムシャフト11に固着した一対のシザースギヤ20、21とを備えてなり、ロータ17に対するハウジング18の相対角度を変えることにより、排気側カムシャフト12と吸気側カムシャフト11との間に任意の回転位相差を生じさせることのできる機能を有するものである。なお、周知のごとくシザースギヤ20、21の歯数比は1:1となるように設定し、吸気側カムシャフト11と排気側カムシャフト12との回転数が同一となるようにしている。
【0012】
具体的には、ロータ17は、円筒形状をなし、その内側面17aを排気側カムシャフト12に外嵌させて固着し、外側面17bから例えば4本のベーン22をラジアル方向に突出させたものである。
ハウジング18は、中央に貫通孔を有する円板状のもので、ロータ17に対しこの貫通孔を外嵌して回動自在に取着する。また、このハウジング18には、正面視扇形で、貫通孔の側面に開口する4つの部屋18aを軸に点対称に設けており、上述のごとくハウジング18をロータ17に外嵌させた際に、各ベーン22がそれぞれの部屋18aを進角室18bと遅角室18cの2つに仕切るように構成している。
【0013】
OCV19は、図3に示すようにいわゆる電磁式の4方向スプール弁で2つの入力ポート19a、19bと2つの出力ポート19c、19dとを有し、スプール19eの進退により、内部流体経路が切り換わり、各出力ポート19c、19dをそれぞれ入力ポート19a、19bのいずれかに連通させるものである。また、スプール19eの中立位置においては内部流体経路を遮断し、出力ポート19c、19dと入力ポート19a、19bとを連通させないようにすることもできる。なお、図3はスプール19eが中立位置にある状態を示している。このスプール19eの進退は、外部から入力される電気パルス信号であるOCV駆動信号aにより行うようにしており、このOCV駆動信号aのオン/オフデューティ比に応じてその進退距離を変化させ得る。
【0014】
次にこの可変バルブタイミング機構4に係る油圧経路について述べる。図3〜5に示すように、可変バルブタイミング機構4の動力源であり、エンジン1によって駆動される油圧ポンプPの出力は、OCV19の一方の入力ポート19aに接続するようにしており、OCV19の他方の入力ポート19bを、タンクTに接続するようにしている。また、OCV19の出力ポート19c、19dは、排気側カムシャフト12の内部に設けた2本の貫通孔12a、12bの一端にそれぞれ接続しており、各貫通孔12a、12bの他端は、排気側カムシャフト12の外側面において周方向に沿って平行に設けた2本の溝12c、12dにそれぞれ開口させている。これら溝12c、12dは、ロータ17の外嵌している部位に設けており、ロータ17には、図4に示すように、一端を他方の溝12dに開口し、他端をベーン22により仕切られた進角室18bに開口する第1流体経路17cと、図5に示すように、一端を一方の溝12cに開口し、他端をベーン22により仕切られた遅角室18cに開口する第2流体経路17dとを設けている。
【0015】
このように油圧経路を構成することにより、ポンプPが進角室18bに、またタンクTが遅角室18cに連通する第1状態と、ポンプPが遅角室18cに、またタンクTが進角室18bに連通する第2状態と、ポンプPおよびタンクTが遅角室18cにも進角室18bにも連通しない第3状態とをOCV19のスプール19eを進退移動させることで実現している。したがってOCV19を制御して、第1状態を保持することにより、進角室18bに油を導きその容量を増大させて図6に示すようにベーン22を部屋18aの一端に当接する最進角位置まで回動させることができる。これは後述する吸気バルブ2の開閉タイミングを進角側にずらせるように作用するものである。また第2状態を保持することにより、遅角室18cに油を導きその容量を増大させて、図7に示すようにベーン22を部屋18aの他端に当接する最遅角位置まで回動させることができる。これは吸気バルブ2の開閉タイミングを遅角側にずらせるように作用するものである。さらに、その間でベーン22を停止させる場合は第3状態に保持すれば良い。このようにベーン22を図6から図7に示す角度範囲θ間で回動させて、ハウジング18のロータ17に対する相対角度を角度θの範囲で任意に変えることができるようにしている。
【0016】
この一方で、吸気側カムシャフト11をシザースギヤ20、21を介してこのハウジング18に連動させているとともに、排気側カムシャフト12をロータ17と一体に回転するようにしている。したがって、上述のように、ハウジング18のロータ17に対する相対角度を角度θの範囲で変えることにより吸気側カムシャフト11と排気側カムシャフト12の回転位相差を角度θの間で任意に設定できることになる。すなわち、本実施例による可変バルブタイミング機構4は、クランクシャフトの回転に対して排気バルブ3を常に一定のタイミングで開閉させつつ、吸気バルブ2の開閉タイミングを変化させて、排気バルブ3の開閉タイミングと吸気バルブ2の開閉タイミングとの相対位相差を角度θの間で自在に変化させることができるものである。
【0017】
なお、さらに本実施例では、図4に示すようにハウジング18に、スプリング23aにより突出方向に付勢したピン23を、前述の最遅角位置でロータ17に設けた孔17eに係合する位置に設けている。この孔17eのピン23に嵌合する反対側は、前記溝12dに連通しており、油圧が発生するとスプリング23aの付勢力に逆らってこの油圧がピン23を没入させて、ロータ17とハウジング18の相対回転を禁止しないようにしている。
【0018】
上述した構成によるエンジン1の電気的な制御は、電子制御装置24により行うようにしている。次に、この電子制御装置24をはじめ、本実施例の電気制御に係る主なセンサ、電気配線等について以下に詳述する。
本実施例に係る主なセンサとしては、図1、2に示すように、例えば次のようなものを設けている。すなわち、排気側カムシャフト12には、クランクシャフトが720°CA(以降、クランクシャフトの位相を述べる場合には、このように角度にCAを付して表現する)回転する毎にパルス信号である気筒判別信号cを出力すると共に、240°CA回転する毎にパルス信号である排気カム信号bを出力する排気側タイミングセンサ25を設けている。そして、吸気側カムシャフト11には、240°CA回転する毎にパルス信号である吸気カム信号dを出力する吸気側タイミングセンサ26を設けている。本実施例では、図2に示すように、例えば120°毎に配設した排気カム信号b出力用の歯と、その他に設けた気筒判別信号c出力用の1つの追加歯との、合計4本の歯を有した歯車25aを、排気側カムシャフト12のタイミングプーリ15に添設しておき、この歯車25aに近接させて配設したピックアップセンサを排気側タイミングセンサ25として使用している。また同様に、吸気側カムシャフト11には、120°毎に配設した合計3本の吸気カム信号d出力用の歯を有した歯車26aを設けておき、この歯車26aに近接させて配設したピックアップセンサを吸気側タイミングセンサ26として使用している。その他に、エンジン回転数NEを検出しエンジン回転数信号gを出力する図示しない回転数センサや、スロットル開度がアイドル状態になった場合にアイドルスイッチ信号IDSWを出力するアイドルスイッチ27、スロットル開度が一定以上になった場合にパワースイッチ信号PSWを出力するパワースイッチ28、あるいは吸気管圧力PMを検出し吸気管圧力信号hを出力する吸気管圧力センサ29等を設けている。
【0019】
電子制御装置24は、図1に示すように中央演算処理装置24a、記憶装置24b、入力インターフェース24c、出力インターフェース24d等を備えるようにした、いわゆるマイコン装置として一般に知られているものである。記憶装置24aには、エンジン1等を制御するための種々のプログラムを記憶させている。また、入力インタフェース24cには排気カム信号b、吸気カム信号d、気筒判別信号c、アイドルスイッチ信号IDSW、パワースイッチ信号PSW、吸気管圧力信号h、エンジン回転数信号g等を少なくとも入力するようにしている。また、出力インタフェース24dからは、可変バルブタイミング機構4の制御信号であるOCV駆動信号a、燃料噴射弁7の駆動信号f、スパークプラグの点火信号e等を少なくとも出力するようにしている。
【0020】
もちろん、この他に、自動車に一般的に用いられる各種の部材やセンサ等も構成要素となっているが本明細書においては省略する。
このような構成において、本実施例では、エンジン1の制御に適用する開閉タイミングVTの算出を概略以下のような方法で行うことを特徴とする。すなわち、ベーン22が最遅角位置にあり、吸気バルブ2が最遅角状態における吸気カム信号d0の出力タイミングを予め学習記憶させておき、これを基準位相として用いる。そして、通常は検出した吸気カム信号dと最遅角状態での吸気カム信号d0との位相差を開閉タイミングVTとする。しかして、機関回転数NEが予め定めた所定回転数を下回る場合には、前記検出した位相差の値に関わらず、開閉タイミングVTを0に設定する。すなわち最遅角状態で吸気バルブ2の開閉が行われていると電子制御装置24に認識させる。
【0021】
具体的にこの算出方法を示すサブルーチンを図8に示すフローチャート及び図9に示すタイミングチャートにしたがって説明する。なお、図9においては例えば第1気筒に関する符号であればその符号に(1)を付すようにし、気筒毎の符号を区別して表記している。
ステップS1〜S3は、検出したエンジン回転数NEが所定回転数を下回っているかどうかを判断するルーチンであるが、本実施例では、誤判断を防止するため、所定回転数に低所定回転数NEL(例えば200rpm)と高所定回転数NEH(例えば500rpm)とを設け、ヒステリシスを与えている。
【0022】
具体的には、ステップS1において、エンジン回転数NEが低所定回転数NELを下回っているかどうかを判断する。下回っていればステップS4に進み、そうでなければステップS2に進む。
ステップS2では、エンジン回転数NEが高所定回転数NEHを上回っているかどうかを判断する。上回っていればステップS6に進み、そうでなければステップS3に進む。
【0023】
ステップS3では、後述するステップS4、S5において設定される演算禁止フラグFLGVT0の値が1かどうかを判断する。そしてその値が1であれば、ステップS4に進み、そうでなければステップS6に進む。
ステップS4、S5は、検出した機関回転数NEが予め定めた所定回転数を下回った場合の開閉タイミングVTの算出方法に関する。具体的には、ステップS4では演算禁止フラグFLGVT0の値を1に設定し、ステップS5に進む。
【0024】
ステップS5では、開閉タイミングVTを0に設定すると共に、目標開閉タイミングVTTを0に設定する。そしてステップS8へ進み、このタイムサイクルでの本サブルーチンを終了する。
ステップS6、S7は、従来と同様の開閉タイミングVTの算出方法と同様のものである。具体的には、ステップS6では、演算禁止フラグFLGVT0の値を0に設定し、ステップS7に進む。
【0025】
ステップS7では、気筒別(例えば第1気筒)の排気カム信号bと吸気カム信号dを検出し、これら検出した吸気カム信号dと排気カム信号bとの時間差およびその時のエンジン回転数NEから吸気カム信号dと排気カム信号bとの実位相差VTBを算出する。そして、予め学習し記憶しておいた最遅角状態での吸気カム信号d0と排気カム信号bとの位相差である最遅角学習値GVTFRと、前記実位相差VTBとの差を開閉タイミングVTとする。また、エンジン回転数NEと吸気管圧力PMとをパラメータとする関数fにより、目標開閉タイミングVTTを設定する。そしてステップS8へ進み、このタイムサイクルでの本サブルーチンを終了する。
【0026】
そして、図示しないが、このタイムサイクル内で本サブルーチン終了後に、算出した開閉タイミングVTを用いて、出力すべき点火時期、吸気管圧力、燃料噴射量等の補正を行う補正サブルーチンや、この開閉タイミングVTが目標開閉タイミングVTTとなるように可変バルブタイミング機構4をフィードバック制御する第1バルブタイミング制御サブルーチン、あるいは、エンジン回転数NEが前記所定回転数を下回った場合には、可変バルブタイミング機構4をベーン22が最遅角位置となるように制御し、吸気バルブ2の開閉タイミングを最遅角状態に固定させるべく制御する第2バルブタイミング制御サブルーチンを設けている。
【0027】
この他にも、このエンジン1の運転終了時には可変バルブタイミング機構4を図7に示す最遅角位置に制御して、運転終了後、ピン23が孔17eに係合するようにしている。これは、エンジン始動時に可変バルブタイミング機構4に油圧が供給されなくても、吸気側カムシャフト11と排気側カムシャフト12とを機械的に連結して、吸気バルブ2の開閉を最遅角状態に安定させて行うためである。
【0028】
このように構成した本実施例によれば、エンジン回転数NEが前記所定回転数を下回った場合には、上述した第2バルブタイミング制御サブルーチンによる制御が行われていることから、開閉タイミングVTを、その時の可変バルブタイミング機構4の制御状態、すなわちベーン22が最遅角位置となっている状態から算出される値(本実施例では0)に設定する。したがって、開閉タイミングVTの算出にエンジン回転数NEや吸気カム信号dを用いず、エンジン回転の角速度変化の影響を排除できるので、実際の開閉タイミングとの誤差が大きく不安定になることを防止できる。さらにその結果、前述した補正サブルーチンにおいてこの開閉タイミングVTをパラメータとして補正を行っている燃料噴射量や点火時期、吸気管圧力等を、要求値とは大きくかけ離れない安定なものにでき、エンジン1の制御不良を回避できる。
【0029】
なお、本発明は以上示した実施例のみに限定されるものではない。例えば、実施例では検出したエンジン回転数NEが予め定めた所定回転数を下回るという条件で、開閉タイミングVTを0に設定していたが、この条件をエンジン1の始動開始時から所定時間の間としてもよい。この場合は図10に示すように、ステップS1〜S3に代えて、ステップS101〜S105を適用する。なお、この変形例は、実施例と同様のエンジン1に適用していることを前提としており、実施例と同様の部材や制御ステップ等には同じ符号を付すものとする。
【0030】
具体的にはステップS101においてエンジン1が始動開始したかどうかを判断する。これは、例えばエンジン回転数NEが0より大きくなったかどうかで判断したり、あるいはイグニッションキーがスタート位置になった時点以降かどうかで判断するなどの方法で行えばよい。そして、始動開始したと判断した場合にはステップS102に進み、そうでない場合にはステップS105に進む。
【0031】
ステップS102では、時間計測用の変数TMCTが上記所定時間に対応して定めた定数MXCTを下回っているか否かを判断する。下回っている場合には、エンジン始動開始時から所定時間内であると判断して、ステップ103に進む。またそうでない場合は、所定時間を経過したと判断して図8のステップS6に進む。
ステップS103では、時間計測用の変数TMCTに1を加え、図8のステップS4に進む。
【0032】
一方、ステップS104では、エンジン1が未だ始動していない状態であるから、変数TMCTを0に設定した後、図8のステップS8に進む。
このように、この変形例においては、エンジン始動開始直後のエンジン回転数NEが低く、またエンジン1の運転状態が安定していない状態においては、開閉タイミングVTを0に設定している。したがって、実施例同様、開閉タイミングVTの算出にエンジン回転の角速度変化の影響を排除でき、実際の開閉タイミングとの誤差が大きく不安定になることを防止できる。なお、開閉タイミングVTを0に設定しているのは、エンジン始動開始直後の可変バルブタイミング機構4の制御状態が、上述したように吸気側カムシャフト11と排気側カムシャフト12とがピン23により機械的に連結され、ベーン22が最遅角位置にある状態となっているからである。
【0033】
また、3気筒以外の気筒数のエンジンに関しても本発明を適用可能なのは言うまでもない。
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【0034】
【発明の効果】
本発明は、上述したように、吸気バルブの開閉タイミングを自在に変化させ得る可変バルブタイミング機構を有し、この開閉タイミングをパラメータとして補正を行う内燃機関の燃料噴射量、点火時期、吸気管圧力等の前記可変バルブタイミング以外の制御に適用する前記開閉タイミングの算出方法であって、吸気カムシャフトに吸気カム信号を出力する吸気タイミングセンサを設け、通常は検出した吸気カム信号に基づき開閉タイミングを算出しているとともに、機関回転の不安定な低回転時や始動開始時から所定時間内には、前記可変バルブタイミング機構を最遅角位置となるように制御しているとともに、吸気カム信号に基づき算出する開閉タイミングに代えて、前記開閉タイミングを予め学習記憶させておいた最遅角状態の値に設定するようにした開閉タイミング算出方法である。したがって、前記開閉タイミングの算出において機関回転の角速度変化の影響を排除でき、実際の開閉タイミングとの誤差が大きく不安定になることを防止できる。そしてその結果、この開閉タイミングをパラメータとして補正を行っている燃料噴射量や点火時期、吸気管圧力等を、要求値とは大きくかけ離れない安定なものにでき、エンジンの制御不良を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す全体模式図。
【図2】同実施例の吸排気側カムシャフト部分を示す模式図。
【図3】同実施例の可変バルブタイミング機構を主に示す概略断面図。
【図4】図3におけるA−A線部分断面図。
【図5】図3におけるB−B線部分断面図。
【図6】可変バルブタイミング機構の作動説明図。
【図7】可変バルブタイミング機構の作動説明図。
【図8】同実施例における吸気バルブの開閉タイミング算出方法を示すフローチャート。
【図9】同実施例における吸気及び排気カム信号を示すタイミングチャート。
【図10】本発明の変形例における吸気バルブの開閉タイミング算出方法の一部を示すフローチャート。
【符号の説明】
1・・・内燃機関(エンジン)
2・・・吸気バルブ
3・・・排気バルブ
4・・・可変バルブタイミング機構
VT・・・開閉タイミング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake / exhaust valve opening / closing timing calculation method applied to control of an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as described in JP-A-5-156972, a variable valve timing capable of freely changing at least one of opening / closing timings of an exhaust valve and an intake valve with respect to a reference phase such as a crank angle reference signal This mechanism uses the variable valve timing mechanism to control the opening and closing timing so that it becomes an optimum value according to the operating conditions such as the intake pipe pressure and the engine speed, and the output and idle stability are controlled. An internal combustion engine that has been improved has been developed.
[0003]
By the way, the opening / closing timing is measured, for example, by measuring a time difference between a reference signal output every time the crankshaft is at a certain angle and a valve timing signal output from an opening / closing timing detecting means provided on the camshaft. It is obtained by calculating the phase difference of the valve timing signal with respect to the reference signal from the time difference and the engine speed at that time. The opening / closing timing is used as a parameter for various controls of the internal combustion engine, such as correction of fuel injection amount, intake pipe pressure, ignition timing, and the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the engine speed is low, such as immediately after the start of the internal combustion engine, particularly in an internal combustion engine with a small number of cylinders, the change in angular velocity within one rotation becomes large. If the phase obtained from the time difference between the signal and the valve timing signal and the engine speed is used, there is a problem that the error from the actual opening / closing timing is large and unstable. As a result, the fuel injection amount, the intake pipe pressure, or the ignition timing, etc., corrected using the opening / closing timing as a parameter become unstable and greatly different from the required value, and the air-fuel ratio becomes the target value. There was a risk that it would cause control failure of the internal combustion engine.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured to calculate the opening / closing timing from the control state of the variable valve timing mechanism at the time when the engine speed is low in an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism. Therefore, the influence of the change in the angular speed of the engine rotation is eliminated from the calculated opening / closing timing, and the error from the true value is made small and stable.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
That is, the present invention Intake valve opening / closing timing It has a variable valve timing mechanism that can freely change the opening and closing timing. Correct as a parameter Internal combustion engine Other than the variable valve timing such as fuel injection amount, ignition timing, intake pipe pressure, etc. A calculation method of the opening / closing timing applied to control, comprising: An intake timing sensor that outputs an intake cam signal is provided on the intake camshaft, and normally the opening / closing timing is calculated based on the detected intake cam signal. When the engine speed is detected and the detected engine speed is below a predetermined speed, The variable valve timing mechanism is controlled to be at the most retarded position, and instead of the opening / closing timing calculated based on the intake cam signal, The opening and closing timing The value of the most retarded state that was previously learned and memorized It is characterized in that it is set to.
[0007]
By using such a calculation method, in the state where the engine speed is low and the angular speed change within the unit rotation is large, the influence of the angular speed change can be eliminated, and the opening / closing timing applied to the control can be calculated. The error between the calculated opening / closing timing and the true opening / closing timing can be made small and stable. Therefore, the fuel injection amount, the ignition timing, the intake pipe pressure, etc., which are corrected using the calculated opening / closing timing as a parameter, can be made stable so as not to greatly differ from the required values, and control failure of the internal combustion engine can be avoided.
[0008]
In addition, in order to make the error between the calculated opening / closing timing and the actual opening / closing timing small and stable during a predetermined time after the start of the start when the operation state of the internal combustion engine is unstable, An intake timing sensor that outputs an intake cam signal is provided on the intake camshaft, and normally the opening / closing timing is calculated based on the detected intake cam signal. The start time when the internal combustion engine starts rotating is detected, and for a predetermined time from the detected start time, The variable valve timing mechanism is controlled to be at the most retarded position, and instead of the opening / closing timing calculated based on the intake cam signal, The opening and closing timing The value of the most retarded state that was previously learned and memorized It is desirable to set to.
[0009]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine 1 (only one cylinder is shown), to which the present invention is applied. The
[0010]
The
[0011]
The variable
[0012]
Specifically, the
The
[0013]
As shown in FIG. 3, the
[0014]
Next, a hydraulic path related to the variable
[0015]
By configuring the hydraulic path in this way, the pump P is in the
[0016]
On the other hand, the
[0017]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
[0018]
The electric control of the
As main sensors according to this embodiment, for example, the following sensors are provided as shown in FIGS. In other words, the
[0019]
As shown in FIG. 1, the
[0020]
Of course, in addition to this, various members, sensors, and the like that are generally used in automobiles are constituent elements, but are omitted in this specification.
In this configuration, the present embodiment is characterized in that the calculation of the opening / closing timing VT applied to the control of the
[0021]
Specifically, a subroutine showing this calculation method will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 8 and a timing chart shown in FIG. In FIG. 9, for example, if the code is related to the first cylinder, (1) is added to the code, and the code for each cylinder is distinguished.
Steps S1 to S3 are routines for determining whether or not the detected engine speed NE is lower than the predetermined engine speed. In this embodiment, in order to prevent erroneous determination, a low predetermined engine speed NEL is set to a predetermined engine speed. (For example, 200 rpm) and a high predetermined rotational speed NEH (for example, 500 rpm) are provided to provide hysteresis.
[0022]
Specifically, in step S1, it is determined whether or not the engine speed NE is below a low predetermined speed NEL. If it is lower, the process proceeds to step S4, and if not, the process proceeds to step S2.
In step S2, it is determined whether or not the engine speed NE exceeds a high predetermined speed NEH. If so, the process proceeds to step S6, and if not, the process proceeds to step S3.
[0023]
In step S3, it is determined whether or not the value of the operation prohibition flag FLGVT0 set in steps S4 and S5 described later is 1. If the value is 1, the process proceeds to step S4. Otherwise, the process proceeds to step S6.
Steps S4 and S5 relate to a method of calculating the opening / closing timing VT when the detected engine speed NE falls below a predetermined speed. Specifically, in step S4, the value of the operation prohibition flag FLGVT0 is set to 1, and the process proceeds to step S5.
[0024]
In step S5, the opening / closing timing VT is set to 0, and the target opening / closing timing VTT is set to 0. Then, the process proceeds to step S8, and this subroutine in this time cycle is terminated.
Steps S6 and S7 are the same as in the conventional method for calculating the opening / closing timing VT. Specifically, in step S6, the value of the calculation prohibition flag FLGVT0 is set to 0, and the process proceeds to step S7.
[0025]
In step S7, the exhaust cam signal b and the intake cam signal d for each cylinder (for example, the first cylinder) are detected, and the intake air is determined from the time difference between the detected intake cam signal d and the exhaust cam signal b and the engine speed NE at that time. An actual phase difference VTB between the cam signal d and the exhaust cam signal b is calculated. Then, the difference between the most retarded learning value GVTFR, which is the phase difference between the intake cam signal d0 and the exhaust cam signal b in the most retarded state that has been learned and stored in advance, and the actual phase difference VTB is opened and closed. VT. Further, the target opening / closing timing VTT is set by a function f having the engine speed NE and the intake pipe pressure PM as parameters. Then, the process proceeds to step S8, and this subroutine in this time cycle is terminated.
[0026]
Although not shown, a correction subroutine for correcting the ignition timing, intake pipe pressure, fuel injection amount, etc. to be output using the calculated opening / closing timing VT after the completion of this subroutine within this time cycle, and this opening / closing timing. A first valve timing control subroutine for feedback control of the variable
[0027]
In addition, the variable
[0028]
According to the present embodiment configured as described above, when the engine speed NE is lower than the predetermined speed, the control by the second valve timing control subroutine described above is performed. Then, it is set to a value (0 in this embodiment) calculated from the control state of the variable
[0029]
In addition, this invention is not limited only to the Example shown above. For example, in the embodiment, the opening / closing timing VT is set to 0 under the condition that the detected engine speed NE is lower than a predetermined predetermined speed, but this condition is maintained for a predetermined time from the start of the
[0030]
Specifically, it is determined in step S101 whether the
[0031]
In step S102, it is determined whether or not the time measurement variable TMCT is below a constant MXCT determined in correspondence with the predetermined time. If it is below, it is determined that it is within a predetermined time from the start of engine start, and the routine proceeds to step 103. Otherwise, it is determined that the predetermined time has elapsed, and the process proceeds to step S6 in FIG.
In step S103, 1 is added to the time measurement variable TMCT, and the process proceeds to step S4 in FIG.
[0032]
On the other hand, in step S104, since the
Thus, in this modification, the opening / closing timing VT is set to 0 when the engine speed NE is low immediately after the start of the engine and the operating state of the
[0033]
Needless to say, the present invention is applicable to an engine having a number of cylinders other than three.
In addition, the structure of each part is not limited to the illustrated example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the present invention Intake valve opening / closing timing It has a variable valve timing mechanism that can freely change the opening and closing timing. Correct as a parameter Internal combustion engine Other than the variable valve timing such as fuel injection amount, ignition timing, intake pipe pressure, etc. A calculation method of the opening / closing timing applied to control, comprising: An intake timing sensor that outputs an intake cam signal is provided on the intake camshaft, and normally the opening / closing timing is calculated based on the detected intake cam signal. Within a predetermined time from when the engine rotation is unstable and the engine starts slowly, The variable valve timing mechanism is controlled to be at the most retarded position, and instead of the opening / closing timing calculated based on the intake cam signal, The opening and closing timing The value of the most retarded state that was previously learned and memorized This is a method for calculating the opening / closing timing. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the change in the angular speed of the engine rotation in the calculation of the opening / closing timing, and to prevent the error from the actual opening / closing timing from becoming largely unstable. As a result, the fuel injection amount, the ignition timing, the intake pipe pressure, etc., which are corrected using the opening / closing timing as a parameter, can be made stable so as not to greatly differ from the required values, and engine control failure can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an intake / exhaust side camshaft portion of the embodiment.
FIG. 3 is a schematic sectional view mainly showing a variable valve timing mechanism of the embodiment.
4 is a partial sectional view taken along line AA in FIG. 3;
FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a variable valve timing mechanism.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of a variable valve timing mechanism.
FIG. 8 is a flowchart showing a method for calculating the opening / closing timing of the intake valve in the embodiment.
FIG. 9 is a timing chart showing intake and exhaust cam signals in the embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a part of an intake valve opening / closing timing calculation method according to a modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine
2 ... Intake valve
3 Exhaust valve
4 ... Variable valve timing mechanism
VT ・ ・ ・ Opening / closing timing
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